一、晶圓是什么材料做的
晶圓是指制作硅半導體電路所用的硅晶片。晶(jing)圓原始材料是硅(gui)。高純度的多晶(jing)硅(gui)溶(rong)解后摻入硅(gui)晶(jing)體晶(jing)種,然后慢慢拉(la)出(chu),形成圓柱形的單晶(jing)硅(gui)。硅(gui)晶(jing)棒在經過研(yan)磨,拋(pao)光,切片(pian)后,形成硅(gui)晶(jing)圓片(pian),也就是晶(jing)圓。如今國(guo)內晶(jing)圓生(sheng)產線以8英(ying)寸和12英(ying)寸為主。
晶圓(yuan)的主要加(jia)工(gong)方式為片加(jia)工(gong)和(he)批加(jia)工(gong),即(ji)同時(shi)加(jia)工(gong)1片或多片晶圓(yuan)。隨著半導體特征(zheng)尺寸越來(lai)越小,加(jia)工(gong)及測量設備越來(lai)越先進,使得晶圓(yuan)加(jia)工(gong)出現(xian)了新(xin)的數據特點。
二、晶圓制造工藝流程
晶(jing)(jing)圓(yuan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)是(shi)一種生產工(gong)(gong)藝(yi)(yi),晶(jing)(jing)圓(yuan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)是(shi)從大(da)的方面(mian)來講(jiang),晶(jing)(jing)圓(yuan)生產包(bao)括晶(jing)(jing)棒制(zhi)(zhi)造(zao)和晶(jing)(jing)片制(zhi)(zhi)造(zao)兩大(da)步(bu)驟(zou),它又可細分(fen)為以下(xia)幾道主要工(gong)(gong)序(xu)(其中(zhong)晶(jing)(jing)棒制(zhi)(zhi)造(zao)只包(bao)括下(xia)面(mian)的第一道工(gong)(gong)序(xu),其余的全部屬(shu)晶(jing)(jing)片制(zhi)(zhi)造(zao),所以有時又統稱(cheng)它們為晶(jing)(jing)柱切片后處理工(gong)(gong)序(xu))。
生產(chan)工藝(yi)流程:晶(jing)棒成長(chang)--晶(jing)棒裁切與檢測--外(wai)徑研(yan)磨--切片--圓(yuan)邊--表層研(yan)磨--蝕刻--去疵(ci)--拋光(guang)--清洗--檢驗--包(bao)裝(zhuang)
1、晶(jing)棒(bang)成長工序:它又可細分為:
1)融(rong)化(hua)(Melt Down):將(jiang)塊狀的(de)高純(chun)度復晶硅置于石英坩鍋內,加(jia)熱到其熔點1420°C以上(shang),使(shi)其完全(quan)融(rong)化(hua)。
2)頸部成長(Neck Growth):待硅融漿的溫度穩定之后,將〈1.0.0〉方向的晶種慢(man)(man)(man)慢(man)(man)(man)插入其(qi)中(zhong),接(jie)著將晶種慢(man)(man)(man)慢(man)(man)(man)往(wang)上提升,使其(qi)直(zhi)徑縮小到一(yi)定尺寸(一(yi)般約6mm左(zuo)右),維持此直(zhi)徑并拉長100-200mm,以消除晶種內的晶粒排列取向差異。
3)晶冠成長(Crown Growth):頸部成長完(wan)成后(hou),慢慢降低(di)提升速度和溫度,使(shi)頸部直徑逐漸加(jia)大到所需尺寸(如5、6、8、12寸等(deng))。
4)晶體成(cheng)長(Body Growth):不斷調整提(ti)升速度和(he)融(rong)煉(lian)溫(wen)度,維持(chi)固定(ding)的晶棒(bang)直(zhi)徑(jing),直(zhi)到(dao)晶棒(bang)長度達到(dao)預(yu)定(ding)值。
5)尾部成長(Tail Growth):當(dang)晶(jing)棒(bang)(bang)長度達到預定值(zhi)后再逐(zhu)漸(jian)加(jia)快提升速度并提高(gao)融煉(lian)溫度,使晶(jing)棒(bang)(bang)直(zhi)徑(jing)逐(zhu)漸(jian)變小,以避免因熱應力造(zao)成排(pai)差和滑(hua)移等現象(xiang)產(chan)生,最終使晶(jing)棒(bang)(bang)與液面完全分離。到此即得(de)到一根完整的晶(jing)棒(bang)(bang)。
2、晶(jing)棒(bang)裁切與檢測(Cutting & Inspection):將長成的晶(jing)棒(bang)去掉(diao)直徑偏(pian)小的頭、尾部分(fen),并對尺寸進行檢測,以決定下步加工(gong)的工(gong)藝參(can)數。
3、外(wai)徑(jing)研(yan)磨(mo)(Surface Grinding & Shaping):由于在晶(jing)棒(bang)成長過程中,其(qi)(qi)外(wai)徑(jing)尺(chi)寸和圓度均有(you)一(yi)定偏差(cha)(cha),其(qi)(qi)外(wai)園柱面也凹凸(tu)不(bu)平,所以(yi)必須對外(wai)徑(jing)進行修整、研(yan)磨(mo),使其(qi)(qi)尺(chi)寸、形狀誤差(cha)(cha)均小于允(yun)許偏差(cha)(cha)。
4、切片(pian)(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大(da),所以在本工(gong)序里,采用環狀、其內徑邊緣鑲嵌(qian)有鉆石顆粒的薄片(pian)鋸片(pian)將晶棒切割成一片(pian)片(pian)薄片(pian)。
5、圓邊(bian)(Edge Profiling):由于(yu)剛切(qie)下來的晶(jing)片(pian)(pian)外(wai)邊(bian)緣(yuan)很(hen)鋒利,硅(gui)單晶(jing)又是脆性材料(liao),為避免(mian)邊(bian)角崩裂影(ying)響晶(jing)片(pian)(pian)強度、破壞晶(jing)片(pian)(pian)表面光潔和對(dui)后工(gong)序帶來污染顆粒,必須(xu)用專用的電(dian)腦控制(zhi)設備自(zi)動(dong)修整晶(jing)片(pian)(pian)邊(bian)緣(yuan)形狀和外(wai)徑(jing)尺寸。
6、研磨(Lapping):研磨的(de)目的(de)在于去掉切(qie)割時在晶片表面(mian)(mian)產生的(de)鋸痕和破(po)損,使晶片表面(mian)(mian)達到所要(yao)求的(de)光潔度。
7、蝕刻(Etching):以化學蝕刻的方法,去掉(diao)經上幾道工(gong)序加工(gong)后(hou)在晶片表面因加工(gong)應力而產生的一層損(sun)傷層。
8、去疵(ci)(Gettering):用噴砂法將晶片上的瑕疵(ci)與缺陷(xian)感到下半層,以利于后續加工。
9、拋光(guang)(Polishing):對(dui)晶(jing)片(pian)(pian)的(de)邊緣和(he)表(biao)面(mian)進行拋光(guang)處理(li),一來(lai)進一步(bu)去掉附著(zhu)在晶(jing)片(pian)(pian)上(shang)的(de)微(wei)粒,二來(lai)獲(huo)得極佳的(de)表(biao)面(mian)平整度,以利于后面(mian)所要講(jiang)到的(de)晶(jing)圓處理(li)工(gong)序加工(gong)。
10、清(qing)洗(xi)(Cleaning):將加工(gong)完成的(de)晶片進行最后(hou)的(de)徹底清(qing)洗(xi)、風干(gan)。
11、檢驗(yan)(Inspection):進行最(zui)(zui)終全面(mian)的檢驗(yan)以(yi)保證產品最(zui)(zui)終達(da)到規(gui)定的尺(chi)寸、形狀(zhuang)、表面(mian)光(guang)潔度、平整度等技術(shu)指標。
12、包裝(Packing):將成品用柔性材料,分隔、包裹、裝箱,準備發往以下的芯片制造車間或出廠發往訂貨客戶。